1936年的上海，一场离奇命案震惊了整个兵工厂。死者身上被射入了“幽灵子弹”——现场找不到弹头，仿佛子弹在穿透肉体时凭空消失。这起诡异的案件迅速引起了警局内负责档案管理的政务警察松东路（刘青云饰）的兴趣。虽然身为文职人员，松东路却凭借其敏锐的洞察力和非传统的调查方法，在枪械与弹药的研究上展开了独辟蹊径的探索。与此同时，热血警探郭追（谢霆锋饰），因无法忍受腐败氛围而决定与松东路联手破案。面对“幽灵子弹”的谜团，两位警探不仅研究了各种可能的方法，还大胆地进行了实验，比如向猪体内发射盐弹、冰弹等，试图找出子弹消失的真相。随着调查深入，“幽灵子弹”背后的秘密逐渐浮出水面：原来这是一场精心策划的谋杀案。为了揭开真相，松东路和郭追不仅要面对重重困难，还要应对不断出现的威胁与暗算。结案期限迫在眉睫，算命女子小云雀（杨幂饰）不经意间透露了“幽灵子弹”背后的惊人秘密。就在真相即将揭晓之际，两位警探的命运也因此陷入了一场生死较量之中……
